特許 7337945 モータ用巻線構造及びモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-25

(45)【発行日】2023-09-04

(54)【発明の名称】モータ用巻線構造及びモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/04 20060101AFI20230828BHJP

   H02K 3/28 20060101ALI20230828BHJP

【ＦＩ】

H02K3/04 E

H02K3/28 N

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021550257

(86)(22)【出願日】2019-12-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-13

(86)【国際出願番号】 CN2019124249

(87)【国際公開番号】W WO2020192181

(87)【国際公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-08-27

(31)【優先権主張番号】201910223084.8

(32)【優先日】2019-03-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】520189625

【氏名又は名称】サイック・モーター・コーポレーション・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100219542

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅 郁治

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】ジュー、ジン

(72)【発明者】

【氏名】ワン、ジエン

(72)【発明者】

【氏名】フアン、シャオルイ

(72)【発明者】

【氏名】リー、ジエバオ

(72)【発明者】

【氏名】ホー、ウェイ

(72)【発明者】

【氏名】チー、ヤールー

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１５８２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７６９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３０２９８１０（ＥＰ，Ａ２）

【文献】特開２００１－２１１５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／００１８５２５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１１９２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１１０３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３２８６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１２４９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１４９９３４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／０４

Ｈ０２Ｋ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の溝と、挿入側と、溶接側とを有するステータコアに設けられた巻線構造であって、
前記巻線構造は、前記溝に位置する複数のヘアピン型導体と、異なる形状の複数のヘアピン型導体と電極配線導体とからなるＮ個の並列巻きサブ巻線（Ｎは、正の偶数である）とを含み、
各相巻線構造の同一の前記サブ巻線を形成する導体は、対応する前記溝の非隣接導体層に位置しており、
前記サブ巻線は、
１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝が離れる溝における第ｊ－１層の溝内導体部分とを有する第１の標準ヘアピン型導体と、
１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝が離れる溝における第ｊ＋１層の溝内導体部分とを有する第２の標準ヘアピン型導体と、
１つの溝における第Ｌ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ－１個の溝が離れる溝における第１層の溝内導体部分とを有する直列ヘアピン型導体と、を含み、
１つの巻線サイクル内の複数の前記第１の標準ヘアピン型導体は、前記円周第一方向において同じ側に位置する溝における溝内導体部分がいずれも同一の層に位置するように配置されており、前記第２の標準ヘアピン型導体は、前記ステータコアの径方向に隣接する２つの前記巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体を接続し、二次サブ巻線を構成しており、前記直列ヘアピン型導体は、前記ステータコアの周方向に隣接する前記二次サブ巻線の第１の標準ヘアピン型導体を接続し、前記サブ巻線を構成しており、
ｙは、巻線ピッチであり、Ｌは、前記溝内の導体層の層数であり、ｊは、１≦ｊ≦Ｌを満たす自然数であり、前記円周第一方向は、時計回り方向又は逆時計回り方向であることを特徴とする巻線構造。

【請求項2】

各相前記巻線構造の前記サブ巻線毎の相引出線を形成する導体は、異なる溝の第１導体層又は第Ｌ導体層に設けられており、Ｎ／２個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第Ｓ（ｉ）溝の第１導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第二方向に沿ってｙ+１個の溝が離れる第Ｌ導体層に位置し、別のＮ／２個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第Ｓ（ｉ－１）溝の第Ｌ導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第一方向に沿ってｙ+１個の溝が離れる第１導体層に位置するように配置されており、
ｉは、１≦ｉ≦Ｑを満たす整数であり、Ｑは、前記溝の数であり、第１導体層は、外導体層であり、第Ｌ導体層は、内導体層であり、前記円周第二方向は、前記円周第一方向とは逆であることを特徴とする請求項１に記載の巻線構造。

【請求項3】

複数の溝と、挿入側と、溶接側とを有するステータコアに設けられた巻線構造であって、
前記巻線構造は、前記溝に位置する複数のヘアピン型導体と、異なる形状の複数のヘアピン型導体と電極配線導体とからなるＮ個の並列巻きサブ巻線（Ｎは、正の偶数である）とを含み、
各相巻線構造の同一の前記サブ巻線を形成する導体は、対応する前記溝の非隣接導体層に位置しており、
前記サブ巻線は、
１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝が離れる溝における第ｊ－１層の溝内導体部分とを有する第１の標準ヘアピン型導体と、
１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝が離れる溝における第ｊ＋１層の溝内導体部分とを有する第２の標準ヘアピン型導体と、
１つの溝における第Ｌ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ+１個の溝が離れる溝における第１層の溝内導体部分とを有する直列ヘアピン型導体と、を含み、
１つの巻線サイクル内の複数の前記第１の標準ヘアピン型導体は、前記円周第一方向において同じ側に位置する溝における溝内導体部分がいずれも同一の層に位置するように配置されており、前記第２の標準ヘアピン型導体は、前記ステータコアの径方向に隣接する２つの前記巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体を接続し、二次サブ巻線を構成しており、前記直列ヘアピン型導体は、前記ステータコアの周方向に隣接する前記二次サブ巻線の第１の標準ヘアピン型導体を接続し、前記サブ巻線を構成しており、
ｙは、巻線ピッチであり、Ｌは、前記溝内の導体層の層数であり、ｊは、１≦ｊ≦Ｌを満たす自然数であり、前記円周第一方向は、時計回り方向又は逆時計回り方向であることを特徴とする巻線構造。

【請求項4】

各相前記巻線構造の前記サブ巻線毎の相引出線を形成する導体は、異なる溝の第１導体層又は第Ｌ導体層に設けられており、Ｎ／２個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第Ｓ（ｉ）溝の第１導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第二方向に沿ってｙ－１個の溝が離れる第Ｌ導体層に位置し、別のＮ／２個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第Ｓ（ｉ－１）溝の第Ｌ導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第一方向に沿ってｙ－１個の溝が離れる第１導体層に位置するように配置されており、
ｉは、１≦ｉ≦Ｑを満たす整数であり、Ｑは、前記溝の数であり、第１導体層は、外導体層であり、第Ｌ導体層は、内導体層であり、前記円周第二方向は、前記円周第一方向とは逆であることを特徴とする請求項３に記載の巻線構造。

【請求項5】

周方向に配列された複数の溝を有し、一方側が挿入側であって、他方側が溶接側であるコアと、
前記コアの複数の溝に設けられた請求項１～４のいずれか一項に記載の多相巻線構造と、
を含むことを特徴とするモータ。

【請求項6】

前記巻線構造の第１導体層に位置する各相の中性線は、
周方向側方位置にある２つの中性線導体がヘアピン型導体を用い、かつ中性線ヘアピン型導体の挿入側にあるＵ形導体接続セグメントが非絶縁部を有し、周方向中間位置にある中性線導体が前記非絶縁部に電気的に接続されるように配置されており、
前記巻線構造の第Ｌ導体層に位置する各相の中性線は、
周方向側方位置にある２つの中性線導体がヘアピン型導体を用い、かつ中性線ヘアピン型導体の挿入側にあるＵ形導体接続セグメントが非絶縁部を有し、周方向中間位置にある中性線導体が前記非絶縁部に電気的に接続されるように配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ。

【請求項7】

複数の前記ヘアピン型導体は、いずれも、前記コアの挿入側に設けられたＵ形導体接続セグメントを含み、重なる位置における複数の前記ヘアピン型導体の導体接続セグメントが、内側から外側に向かって順次に積層されていることを特徴とする請求項５に記載のモータ。

【請求項8】

各導体のピン末端は、各相前記巻線構造の電極配線を形成するピン末端が前記コアの挿入側に位置し、他のピン末端が前記コアの溶接側から突出して接続されるように配置されていることを特徴とする請求項７に記載のモータ。

【請求項9】

前記コアの挿入側の一端に設けられたバスバーをさらに含み、
前記直列ヘアピン型導体は導体接続セグメントを有しておらず、かつ前記直列ヘアピン型導体の２つの溝内導体部分及び前記電極配線導体は、前記挿入側から突出したピン末端が前記バスバーにより電気的に接続されるように配置されていることを特徴とする請求項７に記載のモータ。

【請求項10】

各相前記巻線構造の前記コアの溶接側から突出したピン末端は、いずれも導体本体から側方へ同じ溝数で折り曲げ、周方向における当該前記溝の中間位置に溶接により前記接続を形成することを特徴とする請求項８又は９に記載のモータ。

【請求項11】

溶接により前記接続を形成した各ピン末端は、順次に配列され、前記溝の開設方向と一致していることを特徴とする請求項１０に記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータの分野に関し、具体的には、モータ用巻線構造及びモータに関する。

【背景技術】

【0002】

モータは、ステータアセンブリ及びステータに対して回転するロータアセンブリを含む。ステータアセンブリは、一般的に、ステータアセンブリの溝にそれぞれ挿入される複数のステータ巻線を含む。現在、ヘアピン型ステータ巻線は新エネルギー自動車の駆動モータに適用され、モータの熱と全体的な性能が改善される。

【0003】

従来技術では、多層（４層や４層以上）の平角銅線波巻線は、ワンフェーズ・マルチブランチ（２ブランチや２ブランチ以上）の並列巻き方式を用いるのが多い。１つの溝内に４層の導体を有するステータを例として、Ｕ相巻線の第１の並列巻きブランチコイルＵ１は、Ｕ相に割り当てられた溝内の１、２層導体により接続されてなり、Ｕ相巻線の第２の並列巻きブランチコイルＵ２は、Ｕ相に割り当てられた溝内の３、４層導体により接続されてなり、第１の並列巻きブランチＵ１と第２の並列巻きブランチＵ２の間はヘッド－ヘッド接続でＵ相引出線が形成され、第１の並列巻きブランチＵ１と第２の並列巻きブランチＵ２の間はテール－テール接続でＵ相とＶ、Ｗ相との接続中性点が形成される。これにより、三相巻線が形成される。平角銅線巻線モータに対して、多層の平角銅線波巻線を用いることで、回転モータにおける表皮効果による損失を低減することができるが、上記の巻線の接続方式の制限により、同相の並列巻きブランチの間に、電磁結合が不均一になりやすくので、並列巻きブランチにアンバランスな電流ループが存在し、モータの追加的な付加銅損失を増加させ、モータの性能指標に直接的に影響を与える。

【0004】

これに鑑みて、同相の並列巻きブランチの間に電磁結合が不均一であるという欠陥を効果的に回避するために、従来のモータのステータの巻線構造に対して最適化設計を行う必要があるようになる。

【発明の概要】

【0005】

上記技術問題を解決するために、本発明はモータ用巻線構造及びモータを提供する。この巻線構造の設計によれば、ステータコイルの各位相の巻線の並列巻きサブ巻線が負荷動作状態で誘起された逆起電力を相互にバランスさせることを実現できるので、同相に属する並列巻きサブ巻線の間に逆起電力差を回避するために発生する電流ループを防止し、それによる付加的な電気損失を解消することができる。

【0006】

本発明に係る巻線構造は、複数の溝と、挿入側と、溶接側とを有するステータコアに設けられた巻線構造であって、前記巻線構造は、前記溝に位置する複数のヘアピン型導体と、異なる形状の複数のヘアピン型導体と電極配線導体とからなるＮ個の並列巻きサブ巻線（Ｎは、正の偶数である）とを含み、各相巻線構造の同一の前記サブ巻線を形成する導体は、対応する前記溝の非隣接導体層に位置しており、前記サブ巻線は、１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝を離れる溝における第ｊ－１層の溝内導体部分とを有する第１の標準ヘアピン型導体と、１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝を離れる溝における第ｊ＋１層の溝内導体部分とを有する第２の標準ヘアピン型導体と、１つの溝における第Ｌ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ－１個の溝を離れる溝における第１層の溝内導体部分とを有する直列ヘアピン型導体と、を含み、１巻線サイクル内の複数の前記第１の標準ヘアピン型導体は、対応する溝内導体部分がいずれも同一の層に位置するように配置されており、前記第２の標準ヘアピン型導体は、隣接する２つの前記巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体を接続し、二次サブ巻線を構成しており、前記直列ヘアピン型導体は、隣接する前記二次サブ巻線の第１の標準ヘアピン型導体を接続し、前記サブ巻線を構成しており、ｙは、巻線ピッチであり、Ｌは、前記溝内の導体層の層数であり、ｊは、１≦ｊ≦Ｌを満たす自然数であり、前記円周第一方向は、時計回り方向又は逆時計回り方向である。

【0007】

好ましくは、各相前記巻線構造の前記サブ巻線毎の相引出線を形成する導体は、異なる溝の第１導体層又は第Ｌ導体層に設けられており、Ｎ／２個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第Ｓ（ｉ）溝の第１導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第二方向に沿ってｙ+１個の溝を離れる第Ｌ導体層に位置し、別のＮ／２個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第Ｓ（ｉ－１）溝の第Ｌ導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第一方向に沿ってｙ+１個の溝を離れる第１導体層に位置するように配置されており、ｉは、１≦ｉ≦Ｑを満たす整数であり、Ｑは、前記溝の数であり、第１導体層は、外導体層であり、第Ｌ導体層は、内導体層であり、前記円周第二方向は、前記円周第一方向とは逆である。

【0008】

本発明に係る別の巻線構造は、複数の溝と、挿入側と、溶接側とを有するステータコアに設けられた巻線構造であって、前記巻線構造は、前記溝に位置する複数のヘアピン型導体と、異なる形状の複数のヘアピン型導体と電極配線導体とからなるＮ個の並列巻きサブ巻線（Ｎは、正の偶数である）とを含み、各相巻線構造の同一の前記サブ巻線を形成する導体は、対応する前記溝の非隣接導体層に位置しており、前記サブ巻線は、１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝を離れる溝における第ｊ－１層の溝内導体部分とを有する第１の標準ヘアピン型導体と、１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝を離れる溝における第ｊ＋１層の溝内導体部分とを有する第２の標準ヘアピン型導体と、１つの溝における第Ｌ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ＋１個の溝を離れる溝における第１層の溝内導体部分とを有する直列ヘアピン型導体と、を含み、１巻線サイクル内の複数の前記第１の標準ヘアピン型導体は、対応する溝内導体部分がいずれも同一の層に位置するように配置されており、前記第２の標準ヘアピン型導体は、隣接する２つの前記巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体を接続し、二次サブ巻線を構成しており、前記直列ヘアピン型導体は、隣接する前記二次サブ巻線の第１の標準ヘアピン型導体を接続し、前記サブ巻線を構成しており、ｙは、巻線ピッチであり、Ｌは、前記溝内の導体層の層数であり、ｊは、１≦ｊ≦Ｌを満たす自然数であり、前記円周第一方向は、時計回り方向又は逆時計回り方向である。

【0009】

好ましくは、各相前記巻線構造の前記サブ巻線毎の相引出線を形成する導体は、異なる溝の第１導体層又は第Ｌ導体層に設けられており、Ｎ／２個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第Ｓ（ｉ）溝の第１導体層に位置し、中性線を形成する導体は、円周第二方向に沿ってｙ－１個の溝を離れる第Ｌ導体層に位置し、別のＮ／２個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第Ｓ（ｉ－１）溝の第Ｌ導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第一方向に沿ってｙ－１個の溝を離れる第１導体層に位置するように配置されており、ｉは、１≦ｉ≦Ｑを満たす整数であり、Ｑは、前記溝の数であり、第１導体層は、外導体層であり、第Ｌ導体層は、内導体層であり、前記円周第二方向は、前記円周第一方向とは逆である。

【0010】

本発明は、周方向に配列された複数の溝を有し、一方側が挿入側であって、他方側が溶接側であるコアと、前記コアの複数の溝に設けられる前述したような巻線構造とを含むモータを提供する。

【0011】

好ましくは、前記巻線構造の第１導体層に位置する各相の中性線は、周方向側方位置にある２つの中性線導体がヘアピン型導体を用い、かつ中性線ヘアピン型導体の挿入側にあるＵ形導体接続セグメントが非絶縁部を有し、周方向中間位置にある中性線導体が前記非絶縁部に電気的に接続されるように配置されており、前記巻線構造の第Ｌ導体層に位置する各相の中性線配は、周方向側方位置にある２つの中性線導体がヘアピン型導体を用い、かつ中性線ヘアピン型導体の挿入側にあるＵ形導体接続セグメントが非絶縁部を有し、周方向中間位置にある中性線導体が前記非絶縁部に電気的に接続されるように配置されている。

【0012】

好ましくは、複数の前記ヘアピン型導体は、いずれも、前記コアの挿入側に設けられたＵ形導体接続セグメントを含み、重なる位置における複数の前記ヘアピン型導体の導体接続セグメントは、内側から外側に向かって順次に積層されている。

【0013】

好ましくは、各導体のピン末端は、各相前記巻線構造の電極配線を形成するピン末端が、前記コアの挿入側に位置し、他のピン末端が前記コアの溶接側から突出して接続されるように配置されている。

【0014】

好ましくは、前記コアの挿入側の一端に設けられたバスバーをさらに含み、前記直列ヘアピン型導体は導体接続セグメントを有しておらず、かつ前記直列ヘアピン型導体の２つの溝内導体部分及び前記電極配線導体は、前記溶接側から突出したピン末端が前記バスバーにより電気的に接続されるように配置されている。

【0015】

好ましくは、各相前記巻線構造の前記コアの溶接側から突出したピン末端は、いずれも導体本体から側方へ同じ溝数で折り曲げ、周方向における当該前記溝の中間位置に溶接により前記接続を形成する。

【0016】

好ましくは、溶接により前記接続を形成した各ピン末端が順次に配列され、前記溝の開設方向と一致している。

【0017】

従来技術に比べ、本発明は別途に巻線構造の最適化態様を提案している。この巻線構造は、異なる形状の複数のヘアピン型導体からなる並列巻きサブ巻線を含み、各相巻線構造の同一の前記サブ巻線を形成する導体は、対応する前記溝の非隣接導体層に位置する。つまり、異なるサブ巻線を形成する導体は、対応する溝内に間隔をあけて配置されている。本態様によれば、ステータコイルの位相巻線毎の並列巻きサブ巻線が負荷動作状態で誘起された逆起電力を互いにバランスさせることができ、それにより、同相に属する並列巻きサブ巻線の間に逆起電力差を回避するために発生する電流ループを防止でき、それによる付加的な電気損失を解消することができる。

【0018】

本発明の好適な態様では、ヘアピン型導体は、いずれも、コアの挿入側に設けられたＵ形導体接続セグメントを含み、重なる位置における複数のヘアピン型導体の導体接続セグメントは、内側から外側に向かって順次に積層されている。これにより、溝口の導体と溝底の導体とを接続することにより、溝口に近い層の帯状導体の放熱能力を向上させ、溝内の異なる層と底との間の温度差をバランスさせることで、モータが継続的に運行可能な電力を高くし、モータの電力密度を向上させることができ、さらに、ロータへの、ステータの熱放射による熱量を低下させ、ロータの温度を低くすることができる。

【0019】

本発明の別の好適な態様では、コアの挿入側の一端にバスバーが設けられており、これに応じて、順次に積層された外層ヘアピン型導体は導体接続セグメントを有しておらず、各外層ヘアピン型導体の２つの溝内導体部分は、挿入側から突出したピン末端がバスバーにより電気的に接続されるように配置されている。このように配置することで、同相並列巻きサブ巻線の導体接続セグメントを小さくすることにより、モータの巻線端部の高さ寸法を最大限に低減することができ、モータの小型化の設計傾向に合致し、ヘアピン型導体配線の成形製造を容易にすることができる。

【0020】

本発明のさらに別の好適な態様では、さらに、巻線構造の内、外層に位置する中性線を最適化し、ここで、第１導体層と第Ｌ導体層に位置する各相の中性線は、いずれも、周方向側方位置にある２つの中性線導体がヘアピン型導体を用い、かつ中性線ヘアピン型導体の挿入側にあるＵ形導体接続セグメントが非絶縁部を有し、この非絶縁部により周方向中間位置にある中性線導体に電気的に接続されるように配置されている。これにより、端部構造を簡単化して、生産ラインでの組立を迅速に行うことに有利である。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、実施例１に係る巻線構造が配置されたモータコアの挿入側の構造の模式図である。

【図2】図２は、実施例１に係る巻線構造が配置されたモータコアの溶接側の構造の模式図である。

【図3a】図３ａは、巻線構造の位相ブランチＵ１の配線を示す図である。

【図3b】図３ｂは、巻線構造の位相ブランチＵ２の配線を示す図である。

【図4a】図４ａは、図３ａにおける巻線構造のコア挿入側の巻線結線の展開図である。

【図4b】図４ｂは、図３ｂにおける巻線構造のコア挿入側の巻線結線の展開図である。

【図5a】図５ａは、Ｕ相巻線の第１のサブ巻線ブランチＵ１の配列の模式図である。

【図5b】図５ｂは、Ｕ相巻線の第２のサブ巻線ブランチＵ２の配列の模式図である。

【図6a】図６ａは、本実施形態に係る巻線構造における各種のヘアピン型導体のタイプを示す図である。

【図6b】図６ｂは、本実施形態に係る巻線構造における各種のヘアピン型導体のタイプを示す図である。

【図7】図７は、具体的な実施形態に係る並列巻きサブ巻線により形成されるＵ相巻線構造を示す斜視図である。

【図8】図８は、図７に示すＵ相巻線構造とステータコアとの装着関係を示す図である。

【図9】図９は、実施例２に係る巻線構造が配置されたモータコアの挿入側の構造の模式図である。

【図10】図１０は、図９に示すモータコアのバスバーが組み付けられていない状態の模式図である。

【図11】図１１は、図９に示すバスバーの構造の模式図である。

【図12】図１２は、図１１に示すバスバーの内側の導体の模式図である

【図13a】図１３ａは、実施例３に係る巻線構造の位相ブランチＵ１の配線を示す図である。

【図13b】図１３ｂは、実施例３に係る巻線構造の位相ブランチＵ２の配線を示す図である。

【図14a】図１４ａは、図１３ａにおける巻線構造のコア挿入側の巻線結線の展開図である。

【図14b】図１４ｂは、図１３ｂにおける巻線構造のコア挿入側の巻線結線の展開図である。

【図15】図１５は、実施例３に係る直列ヘアピン型導体の構造の模式図である。

【符号の説明】

【0022】

コア１、溝１１、巻線構造２、相引出線２１、中性線２２、中性線ヘアピン型導体２２１、中性線導体２２１１、非絶縁部２２１２、中性線導体２２２、Ｕ形接続セグメント２３、渡り線突起２４、バスバー３、スロット３１、接続導体３２。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本分野の当業者が本発明の技術案をよりよく理解するために、以下は、図面及び具体的な実施例を参照して本発明をより詳細に説明する。

【0024】

本実施形態は、図中に示す三相ステータ平角線巻線を中心に説明する。そのコアは周方向に配列された４８個の溝(Ｑ＝４８)を有し、溝内に４層の導体(Ｌ＝４)を配列可能であり、各相巻線構造は２つの並列巻きサブ巻線を有し、極数が８(ｐ＝８)、巻線ピッチが６(ｙ＝Ｑ/ｐ＝６)であるものとして、本態様に係るステータ巻線構造の態様を詳細に説明する。上述した具体的なパラメータにより特徴付けられたステータコアの具体的な構造は、本願が保護請求するモータおよびその巻線の構造に対して、実質的に限定するものではないと理解されるべきである。

【用語説明】

【0025】

溝：４８個の溝を例にしてコアの周方向に配列された溝の番号を順次に定義し、順時計又は逆時計方向で第１溝、第２溝……第４８溝と命名することができる。
層：４層の溝内導体を例にして溝内の導体の番号を順次に定義し、内から外へ、第１層、第２層、第３層及び第４層と命名することができる。
内と外：方向性用語「内」と「外」は、コアを基準として定義され、コアの軸心線に近い側を「内」、コアの外周面に近い側を「外」とする。
標準ヘアピン型導体：ｙ(巻線ピッチ)個の溝が離れる２つの溝内に位置する導体部分を有するヘアピン型導体である。
直列ヘアピン型導体：ｙ－１個の溝が離れる２つの溝内に位置する導体部分を有するヘアピン型導体であって、短ピッチ導体である。ｙ+１個の溝が離れる２つの溝内に位置する導体部分を有するヘアピン型導体であって、長ピッチ導体である。

【0026】

実施例１
図１及び図２を参照する。図１は、本実施例に係るコイル構造が配置されたモータコアの挿入側構造の模式図であり、図２は、本実施例に係るコイル構造が配置されたモータコアの溶接側構造の模式図である。

【0027】

図示されるように、このモータのコア１には、周方向に配列された複数の溝１１を有し、コア１は、一方側が挿入側となり、他方側が溶接側となる。三相巻線構造２は、コア１の複数の溝１１に設けられ、互いに異なる電気位相であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相を構成する。本発明の基本的な思想は、他の多相巻線構造にも適用できる。

【0028】

各相の巻線構造２は、異なる形状の複数のヘアピン型導体と電極配線導体とからなるＮ個の並列巻きのサブ巻線を含み（Ｎは、正の偶数である）、各相の巻線構造を形成するヘアピン型導体は、いずれも対応するステータコアの溝に収納されている。各相巻線構造の同一のサブ巻線を形成する導体は、対応する前記溝１１の非隣接導体層に位置する。つまり、異なるサブ巻線を形成する導体は、対応する溝内に間隔をあけて配置されている。本態様によれば、ステータコイルの位相毎の巻線の並列巻きサブ巻線が負荷動作状態で誘起された逆起電力を互いにバランスさせることを実現できる。これにより、同相に属する並列巻きサブ巻線の間に逆起電力差を回避するために発生する電流ループを防止でき、それによる付加的な電気損失を解消することができる。本態様は、星型結線のステータコイルのＵ相の２つの並列巻きサブ巻線を説明しているが、本態様の思想や方法は、同様に、デルタ結線のステータ巻線に完全に適用できるので、ここでは、重複の記述を省略する。

【0029】

図３ａ、図３ｂ、図４ａ、図４ｂ、図５ａ及び図５ｂを参照する。図３ａは、巻線構造の位相ブランチＵ１の配線を示し、図３ｂは、巻線構造の位相ブランチＵ２の配線を示し、図４ａは、図３ａにおける巻線構造のコア挿入側の巻線結線の展開図であり、図４ｂは、図３ｂにおける巻線構造のコア挿入側の巻線結線の展開図であり、図５ａは、Ｕ相の巻線の第１のサブ巻線ブランチＵ１の配置模式図であり、図５ｂは、Ｕ相巻線の第２のサブ巻線ブランチＵ２の配置模式図である。

【0030】

ここでは、Ｕ相巻線のＵ１サブ巻線の溝内導体の接続番号は、以下のとおりである(相引出線から中性線まで)。

【0031】

２.１-８.２^１４.１-２０.２^２６.１-３２.２^３８.１-４４.２^２.３-８.４^１４.３-２０.４^２６.３-３２.４^３８.３-４４.４^１.１-７.２^１３.１-１９.２^２５.１-３１.２^３７.１-４３.２^１.３-７.４^１３.３-１９.４^２５.３-３１.４^３７.３-４３.４。ここで、「Ｑ.Ｌ」は、第Ｑ溝における第Ｌ層の溝内導体部分を示し、例えば、２.１は、第２溝における第１層を示す。「^」は、Ｕ形導体接続セグメントを示し、例えば、８.２^１４.３は、第８溝における第２層の溝内導体部分と第１４溝における第３層の溝内導体部分とを有し、Ｕ形接続セグメント２４により接続されたヘアピン型導体を示す。「-」は、溶接を示す。

【0032】

ここで、Ｕ相巻線のＵ２サブ巻線の溝内導体の接続番号は、以下のとおりである(相引出線から中性線まで)。

【0033】

１.４-４３.３^３７.４-３１.３^２５.４-１９.３^１３.４-７.３^１.２-４３.１^３７.２-３１.１^２５.２-１９.１^１３.２-７.１^２.４-４４.３^３８.４-３２.３^２６.４-２０.３^１４.４-８.３^２.２-４４.１^３８.２-３２.１^２６.２-２０.１^１４.２-８.１。ここで、「^」は、Ｕ形導体接続セグメントを用いることを示す。「-」は、溶接を示す。

【0034】

ここでは、電極配線(２１，２２)を提供する導体以外に、他の複数のヘアピン型導体はいずれもコアの挿入側に設けられたＵ形導体接続セグメント２４を含み、重なる位置における複数のヘアピン型導体の導体接続セグメントは、内から外へ順次に積層設置されている。具体的には、本実施例の４層の溝内導体を有する態様では、第１層と第４(Ｌ)層の溝内導体部分を部分的に接続するＵ形導体接続セグメントは、積層設置されたものの最外層に位置する。

【0035】

図示されるように、電極配線導体以外に、この巻線構造は合計で３種のヘアピン型導体を用いる。ここで、複数の異なる形状のヘアピン型導体のピン末端は、相毎の巻線構造を形成する電極配線のピン末端がコアの挿入側に位置し、他のピン末端がコアの溶接側から突出して接続されるように配置されている。配線構造がコンパクトであるという特徴を有している。

【0036】

Ｕ相巻線の２つのサブ巻線が図示されており、Ｕ１及びＵ２は、いずれも４巻線サイクルであり、各サブ巻線は２種の標準ヘアピン型導体及び１種の直列ヘアピン型導体を含む。
ここで、第１の標準ヘアピン型導体は、１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝が離れる溝における第ｊ－１層の溝内導体部分とを有し、この２つの溝内導体はｙ個の溝が離れて、かつ相対的に１層ずれている。

【0037】

図６ａを参照する。この図は、第１の標準ヘアピン型導体(ｙ＝６)の構造模式図である。具体的には、ｙは、巻線ピッチであり、Ｌは、前記溝内の導体層の数であり、ｊは、１≦ｊ≦Ｌを満たす自然数である。ここで、「円周第一方向」とは、時計回り方向又は逆時計回り方向である。

【0038】

図３ａ及び図４ａに示すように、Ｕ１サブ巻線は、１２個の第１の標準ヘアピン型導体を用い、溝内導体の接続番号は、８.２^１４.１、２０.２^２６.１、３２.２^３８.１、８.４^１４.３、２０.４^２６.３、３２.４^３８.３、７.２^１３.１、１９.２^２５.１、３１.２^３７.１、７.４^１３.３、１９.４^２５.３、３１.４^３７.３である。

【0039】

図３ｂ及び図４ｂに示すように、Ｕ２サブ巻線は、１２個の第１の標準ヘアピン型導体を用い、溝内導体の接続番号は、４３.３^３７.４、３１.３^２５.４、１９.３^１３.４、４３.１^３７.２、３１.１^２５.２、１９.１^１３.２、４４.３^３８.４、３２.３^２６.４、２０.３^１４.４、４４.１^３８.２、３２.１^２６.２、２０.１^１４.２である。

【0040】

本態様では、１巻線サイクル内の複数の第１の標準ヘアピン型導体は、対応する溝内導体部分がいずれも同一の層に位置するように配置されている。例えば、Ｕ１サブ巻線の４巻線サイクルについて、第１の巻線サイクル(図４ａの左上)の第１の標準ヘアピン型導体(８.２^１４.１、２０.２^２６.１、３２.２^３８.１)はいずれも第２層と第１層に位置し、第２の巻線サイクル(図４ａの右上)の第１の標準ヘアピン型導体(８.４^１４.３、２０.４^２６.３、３２.４^３８.３)はいずれも第４層と第３層に位置し、第３の巻線サイクル(図４ａの左下)の第１の標準ヘアピン型導体(７.２^１３.１、１９.２^２５.１、３１.２^３７.１)はいずれも第２層と第１層に位置し、第４の巻線サイクル(図４ａの右下)の第１の標準ヘアピン型導体(７.４^１３.３、１９.４^２５.３、３１.４^３７.３)はいずれも第４層と第３層に位置する。同様に、Ｕ２サブ巻線の４巻線サイクルについて、第１の巻線サイクル(図４ｂの左上)の第１の標準ヘアピン型導体(４３.３^３７.４、３１.３^２５.４、１９.３^１３.４)はいずれも第３層と第４層に位置し、第２の巻線サイクル(図４ｂの右下)の第１の標準ヘアピン型導体(４３.１^３７.２、３１.１^２５.２、１９.１^１３.２)はいずれも第１層と第２層に位置し、第３の巻線サイクル(図４ｂの左下)の第１の標準ヘアピン型導体(４４.３^３８.４、３２.３^２６.４、２０.３^１４.４)はいずれも第３層と第４層に位置し、第４の巻線サイクル(図４ｂの右上)の第１の標準ヘアピン型導体(４４.１^３８.２、３２.１^２６.２、２０.１^１４.２)はいずれも第１層と第２層に位置する。
ここで、第２の標準ヘアピン型導体は、１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝が離れる溝における第ｊ＋１層の溝内導体部分とを有し、この２つの溝内導体は、ｙ個の溝が離れて、かつ相対的に１層ずれている(第１の標準ヘアピン型導体と逆にずれている)、基本形状は図６ａに示す第１の標準ヘアピン型導体と同じである。

【0041】

図３ａ及び図４ａに示すように、Ｕ１サブ巻線は、溝内導体の接続番号が４４.２^２.３、４３.２^１.３である２つの第２の標準ヘアピン型導体を用いる。該２つの第２の標準ヘアピン型導体のそれぞれは、隣接する巻線サイクルの間における２つの第１の標準ヘアピン型導体を接続するために用いられ、二次サブ巻線を構成する。ここで、第２の標準ヘアピン型導体４４.２^２.３は、第１の巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体３２.２^３８.１と第２の巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体８.４^１４.３を接続して、Ｕ１サブ巻線の１つの二次サブ巻線を形成する。第２の標準ヘアピン型導体４３.２^１.３は、第３の巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体３１.２^３７.１と第４の巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体７.４^１３.３を接続して、Ｕ１サブ巻線の別の１つの二次サブ巻線を形成する。

【0042】

図３ｂ及び図４ｂに示すように、Ｕ２サブ巻線は、溝内導体の接続番号が７.３^１.２、８.３^２.２である２つの第２の標準ヘアピン型導体を用る。該２つの第２の標準ヘアピン型導体のそれぞれは、隣接する巻線サイクルの間における２つの第１の標準ヘアピン型導体を接続するために用いられ、二次サブ巻線を構成する。ここで、第２の標準ヘアピン型導体７.３^１.２は、第１の巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体１９.３^１３.４と第２の巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体４３.１^３７.２を接続して、Ｕ２サブ巻線の１つの二次サブ巻線を形成する。第２の標準ヘアピン型導体８.３^２.２は、第３の巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体２０.３^１４.４と第４の巻線サイクルの第１の標準ヘアピン型導体４４.１^３８.２を接続して、Ｕ２サブ巻線の別の１つの二次サブ巻線を形成する。

【0043】

ここで、直列ヘアピン型導体は、１つの溝における第４(Ｌ)層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝から５(ｙ－１)個の溝が離れる溝における第１層の溝内導体部分とを有し、すなわち短ピッチ導体である。図６ｂを参照する。この図は、第１の直列ヘアピン型導体を示し、その溝内導体は５(ｙ－１)個の溝が離れている。

【0044】

図３ａ及び図４ａに示すように、Ｕ１サブ巻線の直列ヘアピン型導体は、溝内導体の接続番号が４４.４^１.１であり、標準ヘアピン型導体の間に直列接続されている。直列ヘアピン型導体により隣接する二次サブ巻線の第１の標準ヘアピン型導体３２.４^３８.３と７.２^１３.１を接続することで、前記Ｕ１サブ巻線を構成する。

【0045】

図３ｂ及び図４ｂに示すように、Ｕ２サブ巻線の直列ヘアピン型導体は、溝内導体の接続番号が７.１^２.４であり、標準ヘアピン型導体の間に直列接続されている。直列ヘアピン型導体により隣接する二次サブ巻線の第１の標準ヘアピン型導体１９.１^１３.２と４４.３^３８.４を接続することで、前記Ｕ２サブ巻線を形成する。

【0046】

本態様では、電極配線は特別なタイプのヘアピン型導体であり、すなわち厳密な意味でのＵ型ではない。好ましくは、本態様において、外部配線の接続を容易に管理するために、各相巻線構造の各サブ巻線の相引出線２１を形成する導体は、異なる溝の第１導体層又は第Ｌ導体層に設けられる。ここで、Ｎ／２個のサブ巻線の相引出線２１を形成する導体は、第Ｓ（ｉ）溝の第１導体層に位置し、中性線２２を形成する導体は、円周第二方向に沿ってｙ+１個の溝が離れる第Ｌ導体層に位置する。ｉは、１≦ｉ≦Ｑを満たす整数であり、Ｑは、前記溝の数である。第１導体層は外導体層であり、第Ｌ導体層は内導体層である。前記円周第二方向は、前記円周第一方向とは逆である。

【0047】

図３ａ及び図４ａに示すように、接続番号が２.１である溝内導体は、Ｕ１サブ巻線の相引出線の溝内導体であり、接続番号が４３.４である溝内導体は、Ｕ１サブ巻線の中性線の溝内導体である。

【0048】

ここで、別のＮ／２個のサブ巻線における相引出線を形成する導体は、第Ｓ（ｉ－１）溝の第Ｌ導体層に位置し、中性線を形成する導体は、円周第一方向に沿ってｙ+１個の溝が離れる第１導体層に位置する。

【0049】

図３ｂ及び図４ｂに示すように、接続番号が１.４である溝内導体は、Ｕ２サブ巻線の相引出線の溝内導体であり、接続番号が８.１である溝内導体は、Ｕ２サブ巻線の中性線の溝内導体である。

【0050】

ここでの「直列ヘアピン型導体」は、前述した第１層と第４層の溝内導体部分を接続するＵ形導体接続セグメントとして積層設置されたものの最外層に位置し、図６ｂに示すように、そのＵ形導体接続セグメントの中部には、挿入側の他の導体セグメントのより良好な貼り合わせのために、渡り線突起２３を有する。図７及び図８を参照すると、図７は、前述したサブ巻線が合成したＵ相巻線構造を示す斜視図であり、図８は、図７に示すＵ相巻線構造とステータコアとの装着関係を示している。

【0051】

より良好な溶接側のプロセスを得るために、各相巻線構造におけるコアの溶接側から突出したピン末端は、いずれも導体本体から側方へ同じ溝数で折り曲げ、周方向における当該溝の中間位置に溶接により前記接続を形成するように配置されている。ここでの「中間位置」は、周方向における当該溝の中間対称位置も含むし、周方向における当該溝の中間非対称位置も含む。明らかに、各相巻線の溶接側のピン末端の折り曲げの傾向を一致させ、各ピン末端を径方向に揃える限り、溶接側に規則的な溶接位置を形成することができ、良いプロセス性を有する。具体的には、図２を併せて参照すると、溶接された各ピン末端は順次に配列され、かつ溝の深さ方向と一致している。

【0052】

特に、Ｖ相及びＷ相巻線構造の配置は、前述の例示的に説明したＵ相巻線構造と同一であるため、ここでは説明を省略する。

【0053】

また、好適な態様として、さらに、巻線構造の内、外層に位置する中性線を最適化することができる。具体的に、第１導体層と第Ｌ導体層に位置する各相の中性線は、いずれも、周方向側方位置にある２つの中性線導体がヘアピン型導体を用い、かつ中性線ヘアピン型導体の挿入側にあるＵ形導体接続セグメントが非絶縁部を有し、この非絶縁部によって周方向中間位置にある中性線導体に電気的に接続されるように配置されている。これにより、端部構造を簡単化して、生産ラインでの組立を迅速に行うことを容易にする。

【0054】

図１に示すように、第１導体層に位置する各相の中性線は、周方向側方位置にある２つの中性線導体(Ｖ相、Ｗ相)２２１１が中性線ヘアピン型導体２２１であり、かつ中性線ヘアピン型導体２２１の挿入側にあるＵ形導体接続セグメントが非絶縁部２２１２を有し、周方向中間位置にある中性線導体(Ｕ相)２２２が非絶縁部２２１２に電気的に接続されることで、各相の１つのサブ巻線の中性接続点を形成するように配置されている。第４(Ｌ)導体層に位置する各相の中性線は、周方向側方位置にある２つの中性線導体(Ｖ相、Ｗ相)２２１１が中性線ヘアピン型導体２２１であり、かつ中性線ヘアピン型導体２２１の挿入側にあるＵ形導体接続セグメントが非絶縁部２２１２を有し、周方向中間位置にある中性線導体(Ｕ相)２２２が非絶縁部２２１２に電気的接続されることで、各相の別の１つのサブ巻線の中性接続点を形成するように配置されている。

【0055】

なお、図１に示す中性線ヘアピン型導体２２１は例示するものにすぎず、各サブ巻線の中性線はいずれも独立した溝内導体を利用可能となり、本願の基本的な設計思想と一致すれば、本願の範囲内に含まれる。

【0056】

実施例２
本態様は、実施例１に係るモータ及びその巻線構造に対し、基本的な設計思想が同じであるが、挿入側の最外層ヘアピン型導体の形態を変更した点で相違する。図９、図１０、図１１及び図１２を参照する。図９は、実施例２に係る巻線構造が配置されたモータコアの挿入側の構造の模式図であり、図１０は、図９に示すバスバーの構造の模式図であり、図１１は、図９に示すモータコアのバスバーが組み付けられていない状態の模式図であり、図１２は、図１１に示すバスバー内側導体の模式図である。

【0057】

本態様は、コアの挿入側一端に、外層溝内導体部分の電気的接続を図るためのバスバー３が設けられている。

【0058】

図示されるように、直列ヘアピン型導体は導体接続セグメントを有しておらず、各直列ヘアピン型導体の２つの溝内導体部分は、挿入側から突出したピン末端がバスバー３により電気的に接続されるように配置されている。これにより、全体の外形寸法を効果的に抑えることができる。具体的には、図１１及び図１２に示すように、バスバー３には複数のスロット３１が開設されており、バスバー３の内側における巻線の接続関係に応じて設けられた接続導体３２は、対応する溝内に挿入される巻線導体端部と機能的に接続される。また、このバスバーは、各相巻線構造の前記コアの挿入側から突出した電極配線のピン末端を電気的に接続することにも用いられる。具体的に、本態様は、相引出線のピン末端及び中性線のピン末端を含む。

【0059】

挿入側電極配線及び各直列ヘアピン型導体のピン末端の位置が異なることにより、接続導体３２自体の形状も異なると理解されるべきである。

【0060】

ここで、Ｕ相巻線のＵ１サブ巻線の溝内導体の接続番号は、以下のとおりである(相引出線から中性線まで)。

【0061】

２.１-８.２^１４.１-２０.２^２６.１-３２.２^３８.１-４４.２^２.３-８.４^１４.３-２０.４^２６.３-３２.４^３８.３-４４.４＝１.１-７.２^１３.１-１９.２^２５.１-３１.２^３７.１-４３.２^１.３-７.４^１３.３-１９.４^２５.３-３１.４^３７.３-４３.４。ここで、「^」は、Ｕ形導体線接続を用いることを示し、「-」は、溶接を示し、「＝」は、バスバー接続を用いることを示す。ここでは、Ｕ１サブ巻線のバスバーにより接続される溝内導体の接続番号は、４４.４^１.１である。

【0062】

ここで、Ｕ相巻線のＵ２サブ巻線の溝内導体の接続番号は、以下のとおりである(相引出線から中性線まで)。

【0063】

１.４-４３.３^３７.４-３１.３^２５.４-１９.３^１３.４-７.３^１.２-４３.１^３７.２-３１.１^２５.２-１９.１^１３.２-７.１＝２.４-４４.３^３８.４-３２.３^２６.４-２０.３^１４.４-８.３^２.２-４４.１^３８.２-３２.１^２６.２-２０.１^１４.２-８.１。ここで、「^」は、Ｕ形導体線接続を用いることを示し、「-」は、溶接を示し、「＝」は、バスバー接続を用いることを示す。ここでは、Ｕ２サブ巻線のバスバーにより接続される溝内導体の接続番号は、７.１^２.４である。理解できるように、本態様は、第１の実施例における巻線構造の配置原理と完全に同じであるため、ここでは説明を省略する。

【0064】

実施例３
本態様は、実施例１及び実施例２に係るモータ及びその巻線構造に対し、基本的な設計思想が同じであるが、隣接する二次サブ巻線を接続するための直列ヘアピン型導体の形態を変更した点で相違する。図１３ａ、図１３ｂ、図１４ａ及び図１４ｂ参照する。図１３ａは、実施例３に係る巻線構造の位相ブランチＵ１の配線を示し、図１３ｂは、実施例３に係る巻線構造の位相ブランチＵ２の配線を示し、図１４ａは、図１３ａにおける巻線構造のコア挿入側の巻線配線の展開図であり、図１４ｂは、図１３ｂにおける巻線構造のコア挿入側の巻線配線の展開図である。

【0065】

実施例１及び実施例２と同様に、本態様も３種のヘアピン型導体を用い、各サブ巻線は２種の標準ヘアピン型導体及び１種の直列ヘアピン型導体を含む。

【0066】

ここで、Ｕ相巻線のＵ１サブ巻線の溝内導体の接続番号は、以下のとおりである(相引出線から中性線まで)。

【0067】

１.１-７.２^１４.１-１９.２^２５.１-３１.２^３７.１-４３.２^１.３-７.４^１３.３-１９.４^２５.３-３１.４^３７.３-４３.４^２.１-８.２^１４.１-２０.２^２６.１-３２.２^３８.１-４４.２^２.３-８.４^１４.３-２０.４^２６.３-３２.４^３８.３-４４.４。「^」は、Ｕ形導体接続セグメントを用いることを示し、「-」は、溶接を示す。

【0068】

ここで、Ｕ相巻線のＵ２サブ巻線の溝内導体の接続番号は、以下のとおりである(相引出線から中性線まで)。

【0069】

２.４-４４.３^３８.４-３２.３^２６.４-２０.３^１４.４-８.３^２.２-４４.１^３８.２-３２.１^２６.２-２０.１^１４.２-８.１^１.４-４３.３^３７.４-３１.３^２５.４-１９.３^１３.４-７.３^１.２-４３.１^３７.２-３１.１^２５.２-１９.１^１３.２-７.１。「^」は、Ｕ形導体接続セグメントを用いることを示し、「-」は、溶接を示す。

【0070】

ここで、第１の標準ヘアピン型導体は、１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝が離れる溝における第ｊ－１層の溝内導体部分とを有し、この２つの溝内導体は、ｙ個の溝が離れて、かつ相対的に１層ずれている。同様に、１巻線サイクル内の複数の第１の標準ヘアピン型導体は、対応する溝内導体部分がいずれも同一の層に位置するように配置されている。

【0071】

図１３ａ及び図１４ａに示すように、Ｕ１サブ巻線は、１２個の第１の標準ヘアピン型導体を用い、溝内導体の接続番号は、７.２^１４.１、１９.２^２５.１、３１.２^３７.１、７.４^１３.３、１９.４^２５.３、３１.４^３７.３、８.２^１４.１、２０.２^２６.１、３２.２^３８.１、８.４^１４.３、２０.４^２６.３、３２.４^３８.３である。

【0072】

図１３ｂ及び図１４ｂに示すように、Ｕ２サブ巻線は、１２個の第１の標準ヘアピン型導体を用い、溝内導体の接続番号は、４４.３^３８.４、３２.３^２６.４、２０.３^１４.４、４４.１^３８.２、３２.１^２６.２、２０.１^１４.２、４３.３^３７.４、３１.３^２５.４、１９.３^１３.４、４３.１^３７.２、３１.１^２５.２、１９.１^１３.２-７.１である。

【0073】

ここで、第２の標準ヘアピン型導体は、１つの溝における第ｊ層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からｙ個の溝が離れる溝における第ｊ＋１層の溝内導体部分とを有し、この２つの溝内導体は、ｙ個の溝が離れて、かつ相対的に１層ずれている(第１の標準ヘアピン型導体と逆にずれている)。

【0074】

図１３ａ及び図１４ａに示すように、Ｕ１サブ巻線は、溝内導体の接続番号が４３.２^１.３、４４.２^２.３である２つの第２の標準ヘアピン型導体を用いる。該２つの第２の標準ヘアピン型導体のそれぞれは、隣接する巻線サイクルの間における２つの第１の標準ヘアピン型導体を接続するために用いられ、二次サブ巻線を構成する。

【0075】

図１３ｂ及び図１４ｂに示すように、Ｕ２サブ巻線は、溝内導体の接続番号が８.３^２.２、７.３^１.２である２つの第２の標準ヘアピン型導体を用いる。該２つの第２の標準ヘアピン型導体のそれぞれは、隣接する巻線サイクルの間における２つの第１の標準ヘアピン型導体を接続するために用いられ、二次サブ巻線を構成する。

【0076】

ここで、直列ヘアピン型導体は、１つの溝における第４(Ｌ)層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝から７(ｙ+１)個の溝が離れる溝における第１層の溝内導体部分とを有し、すなわち長ピッチ導体である。本態様に係る直列ヘアピン型導体を示す図１５を参照すると、その溝内導体は７(ｙ+１)個の溝が離れる。

【0077】

図１３ａ及び図１４ａに示すように、Ｕ１サブ巻線の直列ヘアピン型導体は、溝内導体の接続番号が４３.４^２.１であり、標準ヘアピン型導体の間に直列接続されている。

【0078】

図１３ｂ及び図１４ｂに示すように、Ｕ２サブ巻線の直列ヘアピン型導体は、溝内導体の接続番号が８.１^１.４であり、標準ヘアピン型導体の間に直列接続されている。

【0079】

好ましくは、本態様は、外部配線の接続を容易に管理するために、各相巻線構造の各サブ巻線の相引出線２１を形成する導体が、異なる溝の第１導体層又は第Ｌ導体層に設けられる。ここで、Ｎ／２個のサブ巻線の相引出線を形成する導体は、第Ｓ（ｉ）溝の第１導体層に位置し、中性線を形成する導体は、円周第二方向に沿ってｙ－１個の溝が離れる第Ｌ導体層に位置する。ｉは、１≦ｉ≦Ｑを満たす整数であり、Ｑは、前記溝の数である。第１導体層は外導体層であり、第Ｌ導体層は内導体層である。前記円周第二方向は、前記円周第一方向とは逆である。

【0080】

図１３ａ及び図１４ａに示すように、接続番号が１.１である溝内導体は、Ｕ１サブ巻線の相引出線溝内導体であり、接続番号が４４.４である溝内導体は、Ｕ１サブ巻線の中性線溝内導体である。

【0081】

ここで、別のＮ／２個のサブ巻線における相引出線を形成する導体は、第Ｓ（ｉ－１）溝の第Ｌ導体層に位置し、中性線を形成する導体は、円周第一方向に沿ってｙ－１個が離れる溝の第１導体層に位置する。

【0082】

図１３ｂ及び図１４ｂに示すように、接続番号が２.４である溝内導体は、Ｕ２サブ巻線の相引出線溝内導体であり、接続番号が７.１である溝内導体は、Ｕ２サブ巻線の中性線溝内導体である。

【0083】

本態様に係る巻線構造の他の接続関係は、前述した実施例と同じであり、例えば直列ヘアピン型導体であるが、これに限定されるものではない。ここでは説明を省略する。

【0084】

実施例４
本態様は、実施例３に係るモータ及びその巻線構造に対し、基本的な設計思想が同じであるが、挿入側の最外層のヘアピン型導体の形態を変更した点で相違し、すなわち、挿入側においてバスバーを用いて直列ヘアピン型導体と電極配線導体との功能的接続を実現する(図示せず)。

【0085】

ここで、Ｕ相巻線のＵ１サブ巻線の溝内導体の接続番号は、以下のとおりである(相引出線から中性線まで)。

【0086】

１.１-７.２^１４.１-１９.２^２５.１-３１.２^３７.１-４３.２^１.３-７.４^１３.３-１９.４^２５.３-３１.４^３７.３-４３.４＝２.１-８.２^１４.１-２０.２^２６.１-３２.２^３８.１-４４.２^２.３-８.４^１４.３-２０.４^２６.３-３２.４^３８.３-４４.４。「^」は、Ｕ形導体線接続を用いることを示し、「-」は、溶接を示し、「＝」は、バスバー接続を用いることを示す。

【0087】

ここで、Ｕ相巻線のＵ２サブ巻線の溝内導体の接続番号は、以下のとおりである(相引出線から中性線まで)。

【0088】

２.４-４４.３^３８.４-３２.３^２６.４-２０.３^１４.４-８.３^２.２-４４.１^３８.２-３２.１^２６.２-２０.１^１４.２-８.１＝１.４-４３.３^３７.４-３１.３^２５.４-１９.３^１３.４-７.３^１.２-４３.１^３７.２-３１.１^２５.２-１９.１^１３.２-７.１。「^」は、Ｕ形導体線接続を用いることを示し、「-」は、溶接を示し、「＝」は、バスバー接続を用いることを示す。

【0089】

なお、上述した実施例は、図示される三相星型結線のモータに適用されることに限定されるものではなく、対応する具体的なパラメータを有するコアの形態に限定されるものでもなく、基本的な思想が本態様と一致する巻線構造及びこの巻線構造の適用は、いずれも本願の範囲内に含まれる。

【0090】

上記は本発明の好適な実施形態にすぎず、当業者にとって、本発明の原理から逸脱しない限り、いくつかの改善を行うことが可能であり、これらの改善も本発明の範囲と見なすべきである。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13a】

【図13b】

【図14a】

【図14b】

【図15】